江少東

(貴溪市水利局，江西省貴溪市 335400)

貴溪市病險水庫防洪計算及除險加固應(yīng)注意的問題

江少東

(貴溪市水利局，江西省貴溪市 335400)

由于貴溪市的地理、氣候環(huán)境較為復(fù)雜，因此面對復(fù)雜多變的氣候，做好病險水庫的防護(hù)加固工作顯得尤其重要，筆者較詳細(xì)地介紹了水庫防洪的計算方法及目前病險水庫除險加固進(jìn)展?fàn)顩r，并提出了水庫加固工作中需要注意的問題。

病險水庫；除險加固；防洪計算

貴溪市地處亞熱溫室氣候區(qū)，這里氣溫偏高，陽光充足，雨量豐沛，全市分布著眾多河流，水利資源充足。在這里有中型水庫6座，小型水庫143座，流域面積有11條達(dá)到50km2以上，因此做好雨季防洪工作就顯得尤為重要。1998年開始，國家對于大江、大河、大湖的防治力度不斷的加大，大型和中小型水庫也被列入除險加固工程中，這些水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)也有所提高。水庫的分布主要在居住區(qū)周圍，一旦水庫發(fā)生洪水事件，將給人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失，同時還威脅到交通運輸干道，因此貴溪市對全市中小型水庫的情況進(jìn)行了詳細(xì)的勘查和記錄，并對其中的一些病險水庫采取了除險加固措施，已經(jīng)取得了不錯的成果。

1 水庫防洪的計算方法

水庫除險加固工作的開展需要從水庫的防洪計算開始，只有充分的了解水庫的防洪參數(shù)，才能為后續(xù)的水庫除險加固施工提供指導(dǎo)依據(jù)。對于中小型水庫的洪水計算方法主要是通過實測暴雨，針對流域資料，再通過點面折減、加權(quán)平均和算術(shù)平均的計算方法對雨量進(jìn)行分析。

對于中小型水庫而言，暴雨流量資料計算比流量資料計算有著較大的優(yōu)勢，特別是在流量資料不夠完整時，這種計算方法主要是通過暴雨資料頻率分析設(shè)計暴雨、凈雨產(chǎn)流分析和會流分析3個方面來進(jìn)行確定。一般情況下，暴雨與設(shè)計洪水是同頻率的。

1.1 設(shè)計暴雨分析計算

設(shè)計暴雨就是在符合工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對流域面積上的暴雨特性和暴雨量進(jìn)行分析繪制。設(shè)計暴雨分析計算主要有暴雨時面型、各歷時設(shè)計暴雨、設(shè)計面暴雨以及雨量頻率分析和暴雨特性分析等。

（1）暴雨特性分析。

暴雨特性分析主要是對該工程地區(qū)的暴雨發(fā)生規(guī)律進(jìn)行全面了解，主要從發(fā)生季節(jié)、中心位置、極值強度、暴雨成因、暴雨覆蓋面積以及氣候降水特征和流域地理位置情況特征進(jìn)行入手。

（2）暴雨頻率分析。

對于工程要求而言，暴雨頻率分析是確定設(shè)計暴雨的一個重要手段，通常分為兩種，一種是點暴雨量和面暴雨量，再根據(jù)相關(guān)的條件進(jìn)行頻率分析。

設(shè)計暴雨有一定的要求，一般是伴隨著洪水匯流歷時。點暴雨選樣主要是在實測系列中沒有發(fā)生最大值時，對流域內(nèi)抑或相鄰流域?qū)嶋H的特大暴雨進(jìn)行移置利用。時段暴雨頻率曲線的繪制，一般采用Cs =3.5Cv適線的P-Ⅲ頻率曲線。變差系數(shù)和均值的技術(shù)方法，再輔以適線方法，就可以進(jìn)行洪水頻率計算。

（3）設(shè)計面暴雨。

設(shè)計暴雨是由面暴雨頻率分析得到的，當(dāng)然，點暴雨也能夠達(dá)到這一效果。流域設(shè)計面暴雨系列是通過流域上個觀測點暴雨量得到的，主要是通過等雨深線法、間接法和平均算術(shù)法來計算得到的，通過點暴雨頻率分析結(jié)果，再對暴雨點面之間的相互換算關(guān)系得到設(shè)計暴雨，暴雨的點面關(guān)系主要有動點面和定點定面。

（4）設(shè)計暴雨時面雨型。

作為推算設(shè)計洪水過程線路的一種重要步驟，設(shè)計暴雨時面雨型需要對不同日程雨型進(jìn)行產(chǎn)匯流結(jié)果統(tǒng)計。確定時程分配雨型有著很多種方法，較為常用的主要有長歷時同倍比放大雨型法以及同頻率相包法和典型暴雨綜合概化法。暴雨在流域面上很廣，因此產(chǎn)匯流受到嚴(yán)重的影響，就暴雨日程分配和時程分配計算一般取三天，日程分配為H第 1日=0.35×（H72-H24），H第 2日=0.65×（H72-H24），H第3日=H24。時程分配法主要是根據(jù)區(qū)域進(jìn)行時段性設(shè)計雨型分配。

1.2 產(chǎn)流分析計算

流域產(chǎn)流分析主要作用是對凈雨進(jìn)行推算，是設(shè)計洪水中不可缺少的環(huán)節(jié)。一般情況下，主要是通過扣損法和相關(guān)法來對凈雨進(jìn)行分析。作為常見的產(chǎn)流分析法，相關(guān)分析能夠?qū)搅骱徒涤曛g的關(guān)系進(jìn)行處理。在降雨和徑流本身存在良好的關(guān)系，考慮環(huán)境影響因素，如發(fā)生季節(jié)、植被狀況以及降雨強度和干濕程度，這些條件在一定的程度上還會使它們之間的關(guān)系更加密切。對于固定的流域，降雨強度和下墊面的干濕程度都必須考慮到設(shè)計流域中。

蓄滿產(chǎn)流法也是一種比較常見的設(shè)計凈雨推算方法，它主要根據(jù)設(shè)計降雨P(guān)和前期影響雨量Pa，再通過流域蓄水容量曲線上查出徑流深R 。

1.3 匯流分析計算

匯流分析法較為常用的是推理公式法，這種方法在工程中較為常用，主要是它消除了公式中的一些不確定因素，通過對洪峰徑流系數(shù)、雨強和匯流時間進(jìn)行相關(guān)聯(lián)系，并通過一系列的推算、概率化，從而建立相關(guān)參數(shù)公式。查看qm、H24、K之間的曲線關(guān)系，其中qm為單位面積洪峰流量，將單位洪峰量與面積F相乘，將得到最大洪峰量Qm。K的計算公式為：

2 目前病險水庫除險加固進(jìn)展?fàn)顩r

通過對市內(nèi)大小型水庫的防洪計算，為之后的貴溪市水庫除險加固工作帶來了便利，同時已取得了不錯的成效。2009年完成了107座小二型以上的水庫除險加固工作。另外，貴溪市專門對全市小二型以上的水庫進(jìn)行了摸底調(diào)查，對全市的水庫除險加固進(jìn)行詳細(xì)的科學(xué)規(guī)劃，根據(jù)實際需要制定相關(guān)的時間表和可行方案。通過與全國水庫除險加固的進(jìn)度相比，貴溪市走在了其他兄弟城市前面，從全國水庫除險加固情況統(tǒng)計（見表1）可以看出，國家雖然在這方面大力倡導(dǎo)，但是成果還有待提高。貴溪市對于水庫除險加固方面一直是比較重視的，從招標(biāo)、合同管制、項目法人和工程監(jiān)管都較為嚴(yán)格，真正的實現(xiàn)“一個項目，一個機構(gòu)、一個領(lǐng)導(dǎo)再加一個技術(shù)人員”，這樣既保證工程質(zhì)量和進(jìn)度，同時也能夠有序的對病險水庫實行除險加固。

3 水庫加固工作中需要注意的問題

3.1 明確目標(biāo)

“十二五”期間，為保證水庫除險加固工作的順利進(jìn)行，在鞏固之前勞動成果的同時，積極推進(jìn)除險防洪的新方法和新措施，加快小中型水庫的建設(shè)工作。

3.2 加強病險水庫除險加固的領(lǐng)導(dǎo)工作

事實上，一個高效的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)對于工作的開展起著積極的作用。為了加強領(lǐng)導(dǎo)對工作的協(xié)調(diào)和幫助，在原有的水利病險水庫除險加固工作領(lǐng)導(dǎo)小組中，增添一些考核機構(gòu)，實現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)審核的工作制度。

3.3 加強監(jiān)督

工程項目的主要目的是造福于人民群眾的，必須是安全可靠的。工程進(jìn)行中要保障工序的有效進(jìn)行，避免出現(xiàn)安全方面的事故，做好工程監(jiān)督工作，工程進(jìn)度慢的也要督促，有些工程必須按規(guī)定時間完成。

3.4 建立完善的管理體制

要加大對水庫調(diào)度人員的培訓(xùn)力度，提升管理人員的調(diào)度水平和綜合素質(zhì)。要建立良好的管理運行機制，明確責(zé)任，采用新的管理機制對水庫進(jìn)行管理。在病險加固初期，首先確定建設(shè)管理制度，嚴(yán)格按照相關(guān)的水庫管理制度對水庫進(jìn)行管理，保證水庫管理的規(guī)范化和科學(xué)化。

3.5 提高地質(zhì)的勘察力度

在水庫除險加固工作中，工程的地質(zhì)勘查是非常重要的一個環(huán)節(jié)，可以更加準(zhǔn)確的找出水庫的病因。因此在工程建設(shè)初期，相應(yīng)的負(fù)責(zé)部門要委托具有專業(yè)資格的地質(zhì)勘察機構(gòu)對水庫進(jìn)行全面的檢查，并提交設(shè)計所需的資料。對于交通不便、機械設(shè)備無法運入的工地，要使用試坑取樣和人工鉆的方法來達(dá)到勘察地質(zhì)的目的。

3.6 對相關(guān)的水庫設(shè)施進(jìn)行改造

對于具有防洪調(diào)蓄功能的水庫，要提高水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)。首先要對大壩進(jìn)行加高，提高水庫調(diào)蓄洪水的能力，降低洪峰對水庫造成的影響。其次要增建溢洪道，提高泄洪量。

通過上述兩種方法的綜合治理，可以提升水庫的調(diào)蓄庫容，提升水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)，提高下泄流量。對于建成的水庫，在運行一段時間后，要對工程的安全情況進(jìn)行鑒定。對于比較重要的水庫，要盡可能的對壩高進(jìn)行增加。對于存在比較嚴(yán)重質(zhì)量問題或者防洪標(biāo)準(zhǔn)不高的水庫，要及時進(jìn)行加固和擴建。

另外，大多數(shù)的病險水庫都存在著管理設(shè)施（如：雨水情測報系統(tǒng)、防汛調(diào)度系統(tǒng)、防汛道路、防汛物資倉庫等）不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的情況，需進(jìn)行改進(jìn)?？梢栽鲈O(shè)水文水情測報自動化系統(tǒng)、通信預(yù)警系統(tǒng)、大壩監(jiān)測自動化系統(tǒng)等管理設(shè)施，以便更好地提升水庫的防洪防御能力。

4 結(jié) 語

水利建設(shè)項目是服務(wù)于人民的，它存在的前提必須是保證人民的生命安全。因此水庫的除險加固工作一直都是一項重要的任務(wù)，只有充分認(rèn)識水庫防洪工作的重要性，才能夠從根本上做好水庫的除險加固設(shè)計與施工。

[1] 何兆高.淺談水庫除險加固工程監(jiān)理[J].技術(shù)與市場.2010(09)

[2] 李觀念.淺議水庫大壩除險加固工程[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2009(17)

[3] 林海金.廈門地區(qū)小型病險水庫土石壩防滲技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)2011(08)

水利水電規(guī)劃設(shè)計總院獲2013年度大禹科學(xué)技術(shù)獎

2013年度大禹水利科學(xué)技術(shù)獎近日揭曉。水利水電規(guī)劃設(shè)計總院作為第一單位完成的《水工程基礎(chǔ)和邊坡軟弱面穩(wěn)定分析方法研究及應(yīng)用》項目獲大禹科學(xué)技術(shù)獎二等獎，參與的《中國節(jié)水型社會建設(shè)理論技術(shù)體系及其實踐應(yīng)用》獲大禹科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

《水工程基礎(chǔ)和邊坡軟弱面穩(wěn)定分析方法研究及應(yīng)用》由水利水電規(guī)劃設(shè)計總院、長江院、中國水科院、中水北方公司共同完成。該項目廣泛收集了國內(nèi)外相關(guān)資料，開展了必要的巖體試驗，對巖體抗剪強度取值方法、含軟弱面的重力壩基礎(chǔ)和壩肩邊坡抗滑穩(wěn)定分析方法、安全控制標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究。

該項目的主要研究成果已在多項工程的壩基深層抗滑和邊坡抗滑穩(wěn)定計算分析中得到應(yīng)用，取得了較好的效果。

（溫立成 供稿）

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.012

TV122

B

1008-1305（2014）01-0033-03

江少東（1976年-），男，工程師。